基于影响矩阵法的斜拉桥斜拉索合理初始张拉力分析

针对斜拉桥建模过程中斜拉索内力与设计成桥索力存在偏差的问题,为确定斜拉索合理的初始张拉力,提出基于影响矩阵法的斜拉索合理初始张拉力计算方法。该方法根据斜拉索张拉过程中其两端的位移和索力协调关系,构建一种影响矩阵,通过该矩阵计算斜拉索的合理初始张拉力。以某大跨度独塔斜拉桥为例,采用该方法计算斜拉索合理初始张拉力,并对比分析了施加不同初始张拉力后的斜拉索内力;考虑该方法确定的初始张拉力和将设计成桥索力作为初始张拉力的2种工况,分析不同初始张拉力对桥梁结构响应的影响。结果表明:该方法计算得到的斜拉索内力与设计成桥索力相对差值小于0.01%;初始张拉力对桥梁结构变形和斜拉索内力影响显著,在斜拉索中施加该方法确定的初始张拉力,可使斜拉索内力达到设计成桥索力。     

一种斜拉索耐久性的评定方法

为准确地评定斜拉索的耐久性,指导斜拉索养护,提出一种针对平行钢丝斜拉索耐久性的评定方法。该方法建立在已有的均匀腐蚀厚度和局部点蚀深度概率研究的基础上,利用有限元分析结果拟合得到钢丝承载力与腐蚀程度的对应公式,并通过概率理论推导得出了服役若干年后钢丝承载力和斜拉索承载力的概率模型。某在建斜拉桥斜拉索设计寿命30年,采用该方法评估了其20年、30年和40年的耐久性,通过具体算例演示验证了该评定方法的可行性和应用价值。该评定方法可以预估和评价在不同服役年龄时斜拉索的强度,为斜拉索养护措施的选择和换索时机的确定提供参考。     

基于FOA-SVR响应面法的斜拉索可靠度分析方法

为更高效、智能地分析斜拉索的可靠度,结合果蝇优化算法(FOA)和支持向量回归(SVR)提出FOA-SVR响应面法,用于拟合斜拉索的隐式非线性功能函数,并提出关联系数以提高算法的寻优能力和智能性,同时提出PQN法以快速求解可靠指标,得到基于FOA-SVR响应面法的斜拉索可靠度分析方法。结合算例将该方法与传统方法进行对比验证,该方法的精度较高,总体运算效率可提升92%。采用该方法对某独塔斜拉桥斜拉索进行可靠度分析,结果表明：该方法在斜拉索可靠度分析中具有良好的适用性,平均运算效率提高90%,同时人工调试量少,对不同斜拉索通用性强,智能化程度高;独塔斜拉桥在汽车荷载右跨满布时,右跨最长索可靠度最低,但右跨其余斜拉索可靠度相较左跨对称斜拉索更高;对于右跨最长索的可靠指标,影响程度较大的随机变量依次为斜拉索的强度、弹性模量和截面面积。     

无背索部分斜拉桥斜拉索张拉施工方案分析

为确定无背索部分斜拉桥斜拉索的合理张拉施工方案,以溱水路大桥为例,对该桥斜拉索一次张拉和分级三次张拉的施工方案进行研究.应用MIDAS Civil有限元软件建立该桥空间有限元计算模型,采用数值仿真方法研究斜拉索一次张拉和分级三次张拉对该桥结构力学行为的影响,探讨斜拉索分级张拉施工的合理性,并基于影响矩阵法进行成桥索力调整.结果表明:该桥分级三次张拉斜拉索的施工方案较为有利,且施工可行,成桥后可采用影响矩阵法进行索力调整,仅需较少次数索力调整即可达到索力设计目标,可避免反复进行斜拉索张拉调整的繁琐施工工序.     

大件运输车载下考虑强度退化过程的钢绞线斜拉索安全评估

为实现大件运输车载下退化钢绞线斜拉索安全评估，首先，在总结已有研究成果的基础上建立了"微动-腐蚀-疲劳"损伤历程下的钢绞线斜拉索强度退化模拟方法；其次，根据斜拉索运营阶段安全性的内涵，依据可靠度理论建立了大件运输车载下的两层次安全评估方法，两层次安全评估极限状态分别对应于不满足规范要求安全储备的状态及拉索断裂破坏，明确了两层次安全评估目标可靠指标的确定方法；最后，以一个实例分析对所构建的钢绞线斜拉索强度退化模拟方法及两层次安全评估方法的应用进行说明。结果发现：采用所构建的模拟方法可顺利实现对钢绞线斜拉索强度退化过程的模拟，钢绞线斜拉索在腐蚀过程开始之前，其抗拉强度会在微动磨损进程下损失约5%，一般大气环境下，服役30年时抗拉强度退化至初始水平的约72.6%；第1层次安全评估目标可靠指标可选择为3.09，第2层次安全评估目标可靠指标的确定应同时考虑正常运营荷载及年均大件运输车辆授权通行次数的影响；考虑到大件运输车辆通过大跨桥梁时严格交通管制的艰难程度，安全评估过程应考虑正常交通荷载的影响，考虑一般运行状态或密集运行状态活载模型对安全评估结果的影响较小。所建立的两层次安全评估方法可为大件运输车载下大跨桥梁关键构件安全评估提供参考。     

斜拉索分层滑移简化模型的基本特点

弯曲应力是斜拉索疲劳应力的重要组成部分。基于分层滑移理论利用有限元软件对斜拉索分层滑移模型进行参数化建模,分析斜拉索简化模型的基本特点。     

南京青奥景观桥斜拉索应力松弛行为对结构的影响分析

针对工程实践中出现的斜拉索应力松弛现象,结合主跨240m的双塔双索面斜拉桥——南京青奥景观桥工程实例,分析斜拉索应力松弛行为对结构的影响。采用MIDAS软件建立南京青奥景观桥整体模型,分别用影响矩阵法和等效温度法模拟分析斜拉索应力松弛行为,并比较二者的差异;最后采用等效温度法计算南京青奥桥斜拉索松弛对结构的影响。结果表明:斜拉索的松弛行为可采用影响矩阵法和等效温度法进行模拟,2种方法均有足够的模拟精度,等效温度法更为直接方便;斜拉索松弛对桥塔内力和位移以及主梁轴力影响较小,对主梁局部区域弯矩和位移影响相对较大。     

斜拉索检测机器人的智能表观检测研究

为解决斜拉索检测日益繁重的工作任务,提高检测效率,结合斜拉索检测机器人与智能检测技术对斜拉索的外表进行检测。通过机器人在斜拉索上攀爬收集表面图像,将图像输入到卷积神经网络中进行缺陷识别,以确定缺陷的区域和位置。该项技术已成功应用于广东番禺大桥斜拉索的缺陷检测,结果证实:1)机器人能够灵活地采集到完整的斜拉索外表图像,基于智能算法的图像识别过程能够准确分辨出斜拉索不同的缺陷状态;2)识别正确率超过99%,且检测效率比传统方法提高300%,可以显著解决当前斜拉索检测的难题。     

浅析斜拉索施工及修复

挂索是斜拉桥施工工艺中极为关键的环节之一,如果施工不慎,就会损伤斜拉索、增长施工工期。本文以灌河大桥为工程背景,简要介绍斜拉索施工全过程以及斜拉索修补,本桥通过计算斜拉索无应力索长和挂索牵引力,提出了短索和长索分别采用"反牵引(先安装斜拉索的塔柱张拉端,后安装斜拉索的桥面固定端,然后张拉塔柱端斜拉索)"与软、硬牵引相结合的技术进行挂索,并巧妙利用了桥面展索和脱空展索相结合的工艺,在斜拉索桥面展索使用塔吊、卷扬相结合的方法,梁端安装采用桥面吊机、卷扬机相结合的方法,提高了斜拉索的安装效率和质量,加大了施工的可操作性和安全性,节约施工成本。     

预应力混凝土连续刚构服役期状态模糊评估

为了进行连续刚构桥服役状态评估,建立了预应力混凝土连续刚构服役期状态模糊评估体系,确定了模糊评价标准集,给出了评价指标权重的计算方法,构建了适应连续刚构病害特征和评估指标体系的定量指标模糊隶属函数,提出了定性和定量评定相结合的定性指标隶属向量等级标准,使其更加具有地域和桥型适用性,与相关文献成果相比更加客观适用。     

基于无应力状态法的斜拉桥大范围调索技术研究

为解决大跨度斜拉桥大范围调索施工工序复杂、施工周期长以及受施工荷载和温度影响较大等问题,基于无应力状态法基本原理提出了以斜拉索无应力长度为控制指标的斜拉桥大范围调索技术,通过珲春大桥大范围调索实例论证了该调索技术基本原理的正确性,得出了相比传统大范围调索技术的优势。研究表明,基于无应力状态法基本原理的大范围调索技术以斜拉索无应力长度为控制指标,可以在任何温度、任何荷载状况下进行斜拉索的张拉或放松;减少了按照传统计算方法需要确定各施工状态斜拉索张拉力的工作量;在保证结构受力安全的前提下可以从任何一根或者几根同时张拉,不必按照特定的张拉顺序逐根张拉,减少了施工工序,节省了施工时间,提高了施工效率。     

基于Midas Civil的单塔双索面折塔斜拉桥关键施工阶段的有限元分析

依托四川某单塔双索面折塔斜拉桥,利用有限元软件MIDAS Civil对斜拉索索力进行分析,并基于影响矩阵法对斜拉索初始拉力系数进行求解,从而较为准确地对合理成桥状态进行确定。根据桥梁结构制定了2种施工方案,然后分别对2种施工方案下的斜拉桥主要施工步骤进行有限元分析,通过分析斜拉索、主塔和主梁的位移及内力,并与实测数据对比,最终得到较优的施工方案。     

斜拉桥旧索试验检测及残余寿命评估

以某斜拉桥拆除的病害斜拉索作为研究对象,系统开展了斜拉索外观检测和材料的力学性能试验;根据斜拉索试验结果,分析了斜拉索病害原因并评估了斜拉索的残余寿命,为斜拉索后期养护提供维护建议。     

钢绞线斜拉索与平行钢丝斜拉索阻尼减振研究

钢绞线斜拉索和平行钢丝斜拉索构造不同,引起风致振动特性和减振需求也不同。为给斜拉索振动控制设计提供依据,对比国内外规范中关于斜拉索阻尼减振指标的规定,分析不同参数对钢绞线斜拉索和平行钢丝斜拉索减振指标的影响,以2座典型桥梁为背景,对比分析钢绞线斜拉索和平行钢丝斜拉索的阻尼减振措施。结果表明：《斜拉索外置式黏滞阻尼器》(JT/T 1038—2016)和欧洲规范CIP-2002、FIB-2005采用特定阻尼对数衰减率δ控制斜拉索风雨振,而美国规范PTI-2018采用质量阻尼参数S_c≥10控制斜拉索风雨振,质量阻尼参数考虑因素全面、科学,推荐使用;为了保证斜拉索的减振安全,建议阻尼减振同时满足国内外多个现行规范,平行钢丝斜拉索采用δ≥3%作为阻尼减振指标,钢绞线斜拉索的阻尼减振指标建议按照PTI-2018根据索的参数和气动措施情况进行选择;博斯普鲁斯海峡三桥钢绞线斜拉索阻尼器尺寸偏大,安装阻尼器后斜拉索的面内阻尼对数衰减率为4%和6%,可满足低阶大幅振动控制要求;沪苏通长江公铁大桥平行钢丝斜拉索振动模态丰富,采用2种阻尼器协同减振,实现多模态振动控制,控制中、低阶大幅振...     

斜拉桥斜拉索局部弯曲应力分析

在活载作用下，斜拉索的倾角会发生反复变化，引起拉索局部弯曲应力变化，从而导致斜拉索的疲劳。本根据引起斜拉索倾角变化的原因，分只考虑拉索垂度的影响及既考虑拉索的垂度又考虑锚固点处梁的变位（挠度和转角）两部分对斜拉索局部弯曲应力的变化幅度进行了分析。本的分析表明，局部弯曲应力幅占总应力幅的45％左右，对斜拉索疲劳有较大的影响。最后，介绍了几种可以减小这部分应力变化的方法。     

斜拉桥斜拉索安装牵引方法研究

为解决斜拉桥建设及斜拉索更换时斜拉索牵引的技术难题,研究了斜拉桥斜拉索安装牵引方法.基于斜拉索无应力索长的计算,提出了斜拉索安装各牵引工况下牵引力的实用计算方法,给出斜拉索安装时的设备选择方法,将该方法成功应用于东南亚某跨海双塔双索面斜拉桥安装工程,取得了较好的安装效果.     

斜拉索车致荷载效应极值计算方法研究北大核心

为计算斜拉索在未来服役期的车致荷载效应极值,基于经典Rice公式理论,提出斜拉索车致荷载效应极值计算方法。该方法首先采用蒙特卡罗随机抽样法生成过桥车流荷载;然后利用影响线加载的方法求解斜拉索的车致荷载效应应力时程,并拟合Rice公式的最优参数;最后对斜拉索的车致荷载效应极值进行计算。采用该方法对杭瑞高速鄱阳湖二桥斜拉索车致荷载效应极值进行分析,结果表明:斜拉索车致应力受车流状态的影响较大,其随车流密度的增大而增大;经典Rice公式对斜拉索车致应力年跨阈率的拟合效果较好,提出的斜拉索车致荷载效应极值计算方法应用方便;斜拉索车致应力极值随重现期和交通量增长率的增加而增大,且密集车流对斜拉索车致应力极值的影响较大;在目前的随机车流荷载作用下,斜拉索失效概率较小,最长的Z18号斜拉索在设计使用年限20年内的应力极值为51.69 MPa,失效概率为4.6×10^(-3)。     

斜拉桥斜拉索防腐保护问题分析与建议

斜拉桥斜拉索的腐蚀破坏将直接影响桥梁结构的安全与使用寿命,国内、外已出现大量由于斜拉索破坏而进行换索的典型案例.目前斜拉桥斜拉索的常用防护形式为高密度聚乙烯(HDPE)护套,该类护套易发生开裂和老化而导致斜拉索锈蚀.为了研究斜拉索的防腐保护问题,对HDPE护套防护破坏的因素:索体交变应力、HDPE原材料特性、自然环境、施工作业方式和斜拉索的不均匀截面形状等进行分析,在此基础上提出采用长纤维增强护套结构以及在斜拉索护套与斜拉索之间设置粘弹性隔离层的防护建议.     

张家口市沙城文昌南路上跨京包铁路立交桥主桥设计

以跨越铁路站场桥梁设计实例为背景,介绍该桥设计特点。其中斜拉索锚固设计为该桥的设计重点及核心,主塔采用交叉锚固方式,主梁采用顶板加厚齿块锚固方式。采用ANSYS空间计算程序对主梁斜拉索锚块及拉索横梁进行了计算分析,计算结果反映了主梁斜拉索锚固构件的受力特点及应力分布情况,同时根据计算结果进行原因分析及研究,保证了斜拉索锚固系统的可靠性。     

军都山斜拉渡槽换索施工控制及调索分析

以军都山斜拉渡槽为工程背景,介绍斜拉索换索施工监控基本内容。以换索前后槽面标高基本保持不变为目标,研究换索后的索力调整,并分析了调索过程出现问题的主要原因。该文重点对索力调整方法进行讨论,通过建立索力的影响矩阵,进行了拉索索力增量与槽面位移关系及对其他索力影响的灵敏度分析,确定了需要调整的斜拉索及其索力大小。